Пробковый клапан и шаровой клапан: Основные различия и области применения

Клапаны в трубопроводных системах управляют и направляют поток жидкости. Два наиболее широко используемых типа регулирующей арматуры - это запорные и шаровые краны. Несмотря на то что их назначение схоже, есть некоторые ключевые различия в их работе, конструкции, применении и многом другом. В этом посте мы сравним пробковые и шаровые краны. шаровые краны чтобы вы могли определить, какой вариант лучше в зависимости от ваших потребностей.

Как плунжерные и шаровые краны регулируют поток

Как запорные, так и шаровые краны открываются или закрываются с поворотом на 90 градусов. Это делает их "четвертьоборотными клапанами". Их основное назначение - быстрое включение/выключение и герметизация, а не дросселирование или регулирование расхода.

Устройство и эксплуатация плунжерных клапанов

Для управления потоком в плунжерном клапане используется конический или цилиндрический плунжер с просверленным проходом. В открытом состоянии проход совпадает с входным и выходным отверстиями в корпусе клапана, обеспечивая неограниченный поток. В закрытом состоянии пробка поворачивается на 90 градусов, перекрывая отверстия твердой частью пробки, чтобы остановить поток.

Плунжерные клапаны бывают со смазкой и без нее:

• Смазанный: Имеют масляную камеру для смазки хода плунжера. Это снижает трение и износ. Используются в системах с более высоким давлением и температурой.
• Без смазки: Вместо масла используется футеровка рукава. Обычно используется при низком давлении, когда загрязнение смазки вызывает опасения.

Устройство и эксплуатация шаровых кранов

В шаровых кранах также используется диск с отверстиями (шар) для регулирования потока, но принцип его работы несколько отличается. Сферический шар имеет отверстие посередине и поворачивается на 90 градусов внутри корпуса клапана, чтобы выровнять или перекрыть входное и выходное отверстия.

Шаровые краны имеют различные конфигурации, зависящие от таких факторов, как размер прохода, тип корпуса, крепление шара и количество отверстий. К распространенным разновидностям относятся:

• Полный порт: Шар увеличенного размера, поэтому путь потока соответствует диаметру трубы.
• Уменьшенный порт: Меньший шар и путь потока.
• Плавающий шар: Шарик плавает между входом и выходом.
• Цапфа: Шарик закреплен на шарнире.

Основные различия между плунжерными и шаровыми кранами

Теперь, когда вы знаете основы их работы, давайте рассмотрим некоторые ключевые различия между пробковыми и шаровыми кранами, когда речь идет о производительности, конструкции, стоимости, обслуживании и применении.

Способность к герметизации

Пробковые краны, как правило, уплотняются лучше, чем шаровые. Большая площадь поверхности плунжера обеспечивает более плотное уплотнение, но требует большего крутящего момента для работы. Шаровые краны компенсируют это за счет материалов и инжекционных уплотнений.

Простота эксплуатации

Шаровые краны проще в эксплуатации. Их шары имеют меньший вес по сравнению с пробковыми клапанами и не требуют такого большого крутящего момента для вращения и уплотнения. Это обеспечивает более плавное открытие и закрытие.

Прочность и долговечность

Шаровые краны, как правило, служат дольше. Высокий крутящий момент износа пробковых кранов приводит к сокращению среднего срока службы. Шаровые краны также меньше контактируют с жидкостями благодаря защитным седлам и уплотнениям.

Размер и масштабируемость

Шаровые краны выпускаются в более широком диапазоне размеров, причем крупные шаровые краны легче производить, чем крупные пробковые краны. Часто можно встретить шаровые краны диаметром более 24 дюймов, в то время как большие пробковые краны встречаются редко.

Настройка

Шаровые краны допускают более широкие возможности настройки, например, добавление словенских портов, многопортовых конфигураций, а также специальной футеровки или материала шара. Сложные плунжерные краны, изготавливаемые по индивидуальному заказу, не являются вариантом.

Расходы

Плунжерные краны обычно дешевле шаровых. Их простые цельные корпуса снижают производственную сложность по сравнению с некоторыми типами шаровых кранов.

Шаровой кран и плунжерный клапан. Применение плунжерных клапанов

Давайте рассмотрим, где лучше всего использовать пробковые и шаровые краны, исходя из их характеристик:

Где использовать плунжерные клапаны

Коррозионные жидкости - Могут быть оснащены защитными накладками для обеспечения химической стойкости. Герметичное уплотнение также предотвращает повреждение от просачивания.

Повышенные требования к герметичности - Благодаря большой поверхности уплотнения они хорошо подходят для применения в системах, где требуется герметичное перекрытие. Например, в трубопроводах природного газа.

Абразивные материалы - Может эффективно перекрывать неконтролируемый поток абразивных материалов, например, суспензий. Гладкие контуры предотвращают образование наплывов.

Частое включение/выключение - Многократные циклические нагрузки не так быстро влияют на герметичность, как у шаровых кранов, благодаря более простому цельному корпусу и отсутствию механизмов впрыска шара.

Экономичные приложения - Доступная цена делает их привлекательными для коммерческого применения, где экстремальные давления/температуры не являются фактором.

Где используются шаровые краны

Пределы повышенного и пониженного давления - Выпускаются в классах до 4500 фунтов на квадратный дюйм и с седлом, работающим под давлением, для эффективного уплотнения при высоких и низких давлениях. Могут работать при криогенных температурах или в линиях с перегретым паром.

Частое дросселирование - Сферическая форма отверстий шаровых кранов приводит к меньшему повреждению проволоки при изменении скорости по сравнению с плунжерными клапанами при дросселировании.

Большая пропускная способность - Полнопортовые шаровые краны соответствуют диаметру трубы, чтобы избежать сужения. Это позволяет им выдерживать более высокие скорости потока, чем пробковые краны того же размера.

Простота обслуживания - Шаровые краны, такие как трехсекционные или модели с верхним входом, позволяют проводить обслуживание без извлечения из трубопровода. Их восстанавливаемые седла упрощают обслуживание. Заглушки требуют полной замены клапана.

Автоматизация - Компактная форма, легкий ход и широкий выбор способов приведения в действие делают шаровые краны идеальными для автоматизированного управления включением/выключением.

Как выбрать между шаровыми и плунжерными кранами

Вот несколько ключевых моментов, которые помогут вам принять решение при выборе шарового или плунжерного крана:

• Уплотнение и регулирование - Если необходимо обеспечить герметичное перекрытие, следует использовать пробковые краны. Для дросселирования выбирайте шаровые краны.
• Частота работы - Плунжерные клапаны предназначены для более частых циклов. Для более простых задач включения/выключения используйте шаровые краны.
• Условия эксплуатации - Для высоких температур выбирайте смазываемые плунжерные клапаны. Для экстремально низких и высоких давлений выбирайте шаровые краны.
• Свойства жидкостей - Пробковые клапаны подходят для коррозионных, полимеризующихся или содержащих твердые частицы жидкостей. Шаровые краны подходят для чистых жидкостей.
• Факторы обслуживания - Плунжерные клапаны позволяют быстро заменить уплотнение. Шаровые краны упрощают очистку сетчатого фильтра.
• Бюджет - Пробковые краны выигрывают по экономичности. Потратьте больше средств на шаровые краны лучшей конструкции, чтобы сэкономить в долгосрочной перспективе.

Тщательная оценка жидкости, параметров давления, потребностей в регулировании расхода, ожидаемого срока службы и бюджета для вашего применения позволяет сделать оптимальный выбор между плунжером и шаровым краном. И консультация с инженером по применению никогда не помешает!

Я надеюсь, что это сравнение пробкового и шарового клапанов дало вам подробную информацию, необходимую для определения того, какой тип клапана лучше подходит для ваших конкретных нужд. Как плунжерные, так и шаровые краны играют важную роль в различных областях промышленности, а их относительные преимущества и недостатки зависят от конкретной ситуации. Если у вас есть другие вопросы о клапанах, дайте мне знать в комментариях!